استفاده از الگوریتم SEBAL و تصاویر سنجنده MODIS جهت تخمین تبخیر و تعرق واقعی (مطالعه موردی: حوضه آبریز دریاچه ارومیه)

نوع مقاله : مقاله توصیفی

نویسندگان

1 دانشگاه یزد

2 استادیار دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی دانشگاه یزد

3 استاد دانشگاه دولتی عمران باکو

4 دانشیار گروه اقتصاد و مالی آکادمی فاینانس روسیه

چکیده

تبخیر و تعرق از مؤثرترین مؤلفه‌های بیلان آبی یک حوضۀ آبریز در مناطق خشک و نیمه‌خشک جهان است و برآورد صحیح آن برای مدیریت بهینۀ منابع آبی کشور بسیار مهم است. در این تحقیق با استفاده از الگوریتمSEBAL و تصاویر ماهواره‌ سنجندهMODIS ، نرخ تبخیر و تعرق واقعی حوضه آبریز دریاچه ارومیه برآورد گردید. به منظور ارزیابی دقت نتایج نرخ تبخیر و تعرق واقعی از داده‌های لایسیمتری استفاده شد. برای تولید سه ترم عمده شارهای بیلان انرژی از تعدادی از محصولات سنجنده MODIS در کنار داده‌های زمینی استفاده گردید. تصاویر تبدیل فرمت شده وارد نرم‌افزار ILWIS گردید. در نهایت برای ارزیابی عملکرد الگوریتم از شاخص‌های آماری R2، MBE و RMSEاستفاده شد. نتایج نشان داد بیشترین مقدار تابش خالص رسیده به سطح زمین، در ماه می و مقدار بیشینه شار تابش محسوس در ماه آوریل اتفاق افتاد. در میان ترم‌های شارهای بیلان انرژی کمترین تأثیر را ترم شار گرمای زمین داراست. بیشترین نرخ تبخیر و تعرق واقعی، در ماه جولای رخ داده و مجموع سالانه ارتفاع تبخیر و تعرق واقعی معادل 1748 میلیمتر می‌باشد که حدود 65% از این مقدار در ماه‌های می تا اکتبر اتفاق می‌افتد. مقدار شاخص R2 برابر با 84/0، MBE 53/0میلی‌متر و RMSE برابر با 3/1 (نشان از دقت قابل قبول الگوریتم مورد نظر است) بدست آمد. الگوی مکانی تبخیر و تعرق نشان داد که اراضی کشاورزی واقع در بخش غربی، جنوبی و شرقی حوضه آبریز بیشترین مقادیر ارتفاع تبخیر و تعرق واقعی را دارند و تغییرات زمانی نشان داد که مقادیر ارتفاع تبخیر و تعرق واقعی از ماه آوریل تا ماه جولای افزایش داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Using of SEBAL algorithm and MODIS sensor images to estimate actual evapotranspiration (Case study: Urmia Lake catchment)

نویسندگان [English]

  • hamid alipour 1
  • mohammad akhavan ghalibaf 2
  • elovsat ghulieof 3
  • marina kornova 4
  • mohamad hosein mokhtari 1
1 university yazd
2 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources and Desertification, Yazd University
3 Professor Baku State University of Civil Engineering
4 Associate Professor of Economics and Finance of the Russian Academy of Finance
چکیده [English]

Evapotranspiration is one of the most effective components of the water balance of a catchment area in arid and semi-arid regions of the world, and its correct estimation is very important for the optimal management of the country's water resources. In this study, using SEBAL algorithm and MODIS sensor satellite images, was estimated the actual evapotranspiration rate of Lake Urmia catchment. Lysimetric data were used to evaluate the accuracy of the actual evapotranspiration rate results. A number of MODIS sensor products along with ground data were used to generate the three major semesters of energy balance fluxes. The converted images were imported into ILWIS software. Finally, R2, MBE and RMSE statistical indices were used to evaluate the performance of the algorithm.The results showed that the highest amount of net radiation reached the earth's surface occurred in May and the maximum amount of noticeable radiation flux occurred in April. Among the terms of energy balance fluctuations, the earth heat flux term has the least effect. The highest rate of actual evapotranspiration occurs in July and the total annual height of actual evapotranspiration is 1748 mm, of which about 65% occurs between May and October. The value of R2 index was 0.84, MBE was 0.53 mm and RMSE was 1.3 (indicating the acceptable accuracy of the algorithm). Spatial pattern of evapotranspiration showed that agricultural lands located in the western, southern and eastern parts of the catchment have the highest values of actual evapotranspiration height and time changes showed that the values of actual evapotranspiration height increased from April to July.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Energy balance
  • Spatial pattern
  • Water resources management
  • Lysimeter
  • RMSE